《油气集输培训》PPT课件.ppt

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1、绪 论一、油气集输的主要任务一、油气集输的主要任务 油气集输是继油藏勘探、采油工程之后的一个很重要的阶段，它把油田中分散的油、气进行集中、输送和必要的处理加工，使之成为石油产品，即商品原油和天然气。将分散的油井产物、分别测得各单井的原油、天然气和采出水的产量值后，汇集、处理成出矿原油、天然气、液化石油气及天然汽油，经储存、计量后输送给用户的的油田生产过程。绪论二、油气集输在油田建设中的地位二、油气集输在油田建设中的地位.是油田建设中的主要生产设施 油气集输集输是地面工程的“龙头”，地面工艺技术的“核心”，建设工程量和投资一般占整个地面工程的4050。.在油田生产中起着主导作用保持油气开采与销售

2、之间的平衡油田平稳生产使原油、天然气、液化石油气、天然汽油产品质量合格绪 论 采用的油气集输工艺流程、确定的工程建设规模及总体布局，将对油田的可靠生产、建设水平、生产效益起着关键性的作用。三、油气集输系统的工作范围三、油气集输系统的工作范围 该阶段的任务就是把分散的原料集中、处理使之成为油田产品的过程。绪 论绪 论四、油气集输系统的主要工艺环节四、油气集输系统的主要工艺环节u油气分离：实现原油与伴生气的分离u原油净化：原油脱水、脱砂、脱盐u原油稳定：把溶解在原油中的挥发性最强的 C1C4 组分从原油中分出，使处理后的原油蒸气压大大降低，以减少集输和储运过程中的蒸发损耗。分出的C1C4组分为乙烯

3、、液化石油气和化工产品、化肥等的原料。u天然气净化：脱除H2O，CO2，H2Su轻烃回收：从天然气中分离出混合轻油，以便加工成液化石油气和天然汽油等油田产品，扩大石油化工的原料来源。绪 论五、油田主要产品及其质量指标五、油田主要产品及其质量指标1.油田主要产品绪 论1.出矿原油质量标准 合格原油的质量含水率不大于1，优质原油的质量含水率不大于0.5，有的油田还规定原油的含盐量不大50mg/L。60C时原油的饱和蒸气压不大于1大气压（绝对）。2.天然气质量标准 随原油一起从油井流出的伴生天然气，经过净化处理后，要求在最高输送压力下的露点应低于环境最低平均温5C以上。l 一般还要求：硫化氢（H2S

4、）含量不大于10毫克标米3。有机硫含量不大于250毫克标米3。C5+烃类的含量不大于10克标米3。绪 论3.液化石油气质量指标液化石油气中甲烷和乙烷组分的摩尔百分数不大于3，戊烷以上组分的摩尔百分数不大于2。38 C时的饱和蒸气压不大于15大气压（绝对），-10 C时的饱和蒸气压不小于3大气压（绝对）。体积含水率不大于0.5。硫化氢含量不大于5毫克升。第二章 油气集输流程一、油田油气集输流程类型一、油田油气集输流程类型油气油气收集收集流程流程-油井至联合站油井至联合站油气油气处理处理流程流程-联合站内流程联合站内流程油气油气输送输送流程流程-联合站至原油库联合站至原油库流程设计的基本原则：流程

5、设计的基本原则：“适用、可靠、经济、高效、注重环保适用、可靠、经济、高效、注重环保”第二章 油气集输流程一、油田油气集输流程类型一、油田油气集输流程类型1.按不同加热方式：不加热集油流程、井场加热集油流程、热水伴随集油流程、蒸汽伴随集油流程、掺稀油集油流程、掺热水集油流程、掺活性水集油流程、掺蒸汽集油流程。2.按通往油井的管线数目：单管集油流程、双管集油流程和三管集油流程。第二章 油气集输流程一、油田油气集输流程类型一、油田油气集输流程类型3.按集油管网形态：米字型管网集油流程、环型管网集油流程、树状管网集油流程和串联管网集油流程。4.按油气集输系统布站级数：油井和原油库之间集输站场级数u一级

6、布站集油流程：只有集中处理站；u二级布站集油流程：计量站和集中处理站；u三级布站集油流程：计量站、接转站（增压）和集中处理站；5、集输系统密闭程度：开式和密闭流程第二章 油气集输流程二、油气田油气集输流程举例二、油气田油气集输流程举例1、双管掺活性水流程第二章 油气集输流程2.二级布站油气集输流程第二章 油气集输流程3.单管环形集油流程第二章 油气集输流程4.稠油集输流程（1）高温集油流程：单管加热集油流程和掺稀降粘流程。第二章 油气集输流程4.稠油集输流程（2）掺蒸汽集油流程第二章 油气集输流程5.气田集气流程气田集气流程u高压（10MPa）、中压（1.610MPa)、低压（1.6MPa）u

7、两级降压u采气站：气液分离、计量、调压和脱除u有害气体。第二章 油气集输流程5.气田集气流程气田集气流程第三章 油气混输管路一、集输管路的分类一、集输管路的分类l集输管路：油井 矿场原油库、长距离输油、气首站l按管路内流动介质的相数：集输管路可分为单相、两相和多相管路。输油管和输气管都属于单相管路，而油气或油气水混输管路分属两相或多相管路，简称混输管路。矿场集输管路中大约有70属于两相或多相混输管路；油田范围内主要存在油气水三相，用一条管路输送一口或多口油井所产油气水混合物的管路。第三章 油气混输管路二、油气混输管路的优越性二、油气混输管路的优越性在矿场的条件下，混输管路在经济上往往优于用两条

8、管路分别输送输量不大的原油和天然气。在某些特定环境下，混输管路更有单相管路不可比拟的优点。特别是随着滩海油气田的开发，两相或多相混输管路越来越多，混输管路的研究受到广泛重视。第三章 油气混输管路三、油气混输的应用三、油气混输的应用混输技术广泛应用于：沙漠油田 陆地上的边际油田 滩海油田及海上油田目前混输管路也象长距离输油管路一样，从过去的小直径、短距离逐步向大直径、输送距离长的方向发展。位于北海英国与挪威海域交界处的弗列格（Frigg）大气田至苏格兰萨恩格弗古斯（Saint Fergus）的管径32英寸、管长365公里的输送天然气凝析液的混输管路便是一例。第三章 油气混输管路四、油气混输的特点

9、四、油气混输的特点1、流型变化多、流型变化多&气液两相流流型的划分不能通过简单的雷诺数的大小来划分，通常通过观察气液两相在管内的流动情况并根据压力波动特征来确定流型。&埃尔乌斯流型划分法较好地说明了气液两相流动的流型变化特点。埃尔乌斯把两相管路的流型分为气泡流、气团流、分层流、波浪流、冲击流、不完全环状流、环状流和弥散流等八种。第三章 油气混输管路油气混输流型油气混输流型气泡流气团流第三章 油气混输管路油气混输流型油气混输流型分层流波浪流第三章 油气混输管路油气混输流型油气混输流型冲击流不完全环状流第三章 油气混输管路油气混输流型油气混输流型环状流弥散流第三章 油气混输管路四、油气混输的特点四

10、、油气混输的特点2.存在相间能量交换和能量损失存在相间能量交换和能量损失 在气液两相流动中，由于两相的速度常常不同，使气液相间产生能量交换和能量损失。例如，在两相管路内液体的剧烈起伏造成相间界面粗糙，增加了相间滑脱损失；液面的起伏使气体的流通面积忽大忽小，气体忽而膨胀忽而压缩，气体流动方向亦随着液面起伏而变化，这些都使两相流动时的相间能量损失增加。流速较高的气体，常常把一部分液体拖带到气体中去，脱离液流主体时要消耗能量；被气流吹成液滴或颗粒更小的雾滴要消耗能量；由流速较慢的液流主体进入流速较快的气流中的液滴或雾滴获得加速度要消耗能量，这些都存在能量交换第三章 油气混输管路3、存在传质现象、存在

11、传质现象 油气混输管路中，随着管线的延长，压力越来越低，有气体析出，此时气体的质量流量增加；而液体的质量流量减少。注蒸汽管路中，起点压力约在150170大气压，温度为300，质量含气率约70。随着压力的降低，散热量增加，质量含气率下降。第三章 油气混输管路4.流动不稳定流动不稳定 在气液两相管路中，气液两相各占一部分管路体积，当气液输量发生变化时，各相所占管路体积的比例也将发生变化，这就会引起管路的不稳定工作。在滩海油气混输管路中甚至出现严重冲击流，影响油田生产。第四章第四章 原油与天然气的分离原油与天然气的分离 地层中的石油到达井口进而沿集输管路流动时，形成油气共存混合物。为满足油井产品计量

12、、矿场加工、储存及长距离输送的需要，须将它们按气液分开，成为原油和天然气油气分离。分离作业包括：1.平衡分离 在某一温度和压力下，油气混合物（组成一定）只要油气充分接触且时间很长，就形成一定比例和组成的液相和汽相，是一个自发过程。2.机械分离 把平衡分离所得的原油和天然气分开并用不同的管线分别输送。4.1 分离方式和操作条件的选择分离方式和操作条件的选择一、分离方式一、分离方式一次分离、连续分离和多级分离1.一次分离 油气混合物的油气两相一直在保持接触的条件下逐渐降低压力，最后流入常压储罐，在罐中一下子把油气分开。缺点：有大量气体从储罐中排出；油气进入油罐时冲击力很大。实际生产中并不采用。4.

13、1 分离方式和操作条件的选择分离方式和操作条件的选择2.连续分离（微分分离、微分汽化）连续分离（微分分离、微分汽化）连续分离随着气液混合物在管道中压力不断降低，不断将逸出的天然气排出，直到压力降为常压，平衡气最终排除干净，液相进入储罐。该方法生产中难以实现，无法使用。3.多级分离多级分离、多级分离、多级分离 油气两相保持接触的情况下，压力降到一定数值把析出气体排出，压力再降到一定数值，再把气体排出，如此反复。一个分离器和一个储罐为二级分离；二个分离器和一个储罐为三级分离。4.1 分离方式和操作条件的选择分离方式和操作条件的选择二、多级分离的特点二、多级分离的特点（1）多级分离所得的储罐原油收率

14、高；（2）多级分离所得的原油密度小，有利于提高原油的质量。（3）储罐原油C1含量少，蒸汽压低，蒸发损耗少。工业上常把多级分离作为原油稳定的一种措施。（4）多级分离所得天然气数量少，重组分在气体中的比例少。（5）多级分离能充分利用地层能量、减少输气成本。多级分离中，从第一级分出的气体（占分出气体总量的67）具有较高的压力，可直接依靠地层能量输送，不建或少建输气压气站，从而减少能耗和输气成本4.1 分离方式和操作条件的选择分离方式和操作条件的选择三、分离级数和分离压力的选择三、分离级数和分离压力的选择国内外实践证明：国内外实践证明：一般油田采用三级或四级分离；气油比低的低压一般油田采用三级或四级分

15、离；气油比低的低压油田（依靠低层剩余压力进行油气分离时，压力油田（依靠低层剩余压力进行油气分离时，压力低于低于0.7MPa）采用二级分离）采用二级分离。4.2 油气分离器油气分离器一、分离器的类型和工作要求一、分离器的类型和工作要求（一）分离器类型（一）分离器类型重力分离型：常用的为卧式和立式重力分离器。碰撞聚结型：丝网聚结、波纹板聚结分离器。旋流分离型：反向流、轴向流旋流分离器、紧凑型气液分离器。旋转膨胀型。4.2 油气分离器油气分离器1.卧式重力分离器卧式重力分离器4.2 油气分离器油气分离器入口分流器入口分流器 经过入口分流器，油气的流向和流速突然改变，油气得以初步分离。4.2 油气分离

16、器油气分离器集液部分集液部分该部分需要一定的体积：a、原油有足够的停留时间，便于油中气泡升至液面并入汽相；b、提供缓冲容积，均衡进出原油流量波动。c、为使气液界面面积最大，分离器充满二分之一液体。集液部分的原油经液面控制器控制的出油阀流出。4.2 油气分离器油气分离器重力沉降部分重力沉降部分a、来自入口分流器的气体水平流过该部分。b、气流携带的油滴依靠重力沉降至气液界面。c、该部分沉降的油滴粒径为100微米及以上。除雾器除雾器a、未沉降至液面的、粒径更小的液滴（10 100微米）随气体流经除雾器；b、经碰撞、聚结合并成大油滴，重力作用下流入集液部分。c、要求：结构简单，气体通过的压降较小脱除油

17、滴的气体经压力控制阀压力控制阀流入集气管线4.2 油气分离器油气分离器2、立式分离器、立式分离器4.2 油气分离器油气分离器3.卧式与立式分离器比较卧式与立式分离器比较重力沉降部分气流与液滴运动方向不同：重力沉降部分气流与液滴运动方向不同：卧式分离器：垂直卧式分离器：垂直 立式分离器：相反立式分离器：相反卧式分离器适合处理气油比较大的流体。卧式分离器适合处理气油比较大的流体。气液界面：气液界面：卧式气液界面面积较大卧式气液界面面积较大 原油含气量少。单位处理量成本：原油含气量少。单位处理量成本：卧式较低。卧式易于安装、检查、保养，易制成移动式。卧式较低。卧式易于安装、检查、保养，易制成移动式。

18、4.2 油气分离器油气分离器3.卧式与立式分离器比较卧式与立式分离器比较立式分离器适于处理含固体杂质较多的油气混合物；立式占地面积小。适于海洋采油。液面容易控制。对于普通的油气分离，特别是存在乳状液、泡沫或高气油比时，卧式分离器较经济；气油比低或很高的场合（如涤气器）立式较为有效。4.2 油气分离器油气分离器4.其他形式的分离器其他形式的分离器4.2 油气分离器油气分离器4.其他形式的分离器其他形式的分离器 波纹板波纹板4.2 油气分离器油气分离器4.其他形式的分离器其他形式的分离器旋风分离器旋风分离器4.2 油气分离器油气分离器4.其他形式的分离器其他形式的分离器 紧凑型气液分离器紧凑型气液

19、分离器4.2 油气分离器油气分离器4.其他形式的分离器其他形式的分离器传统分离与分离新概念传统分离与分离新概念4.2 油气分离器油气分离器4.其他形式的分离器其他形式的分离器旋转膨胀型分离器旋转膨胀型分离器4.2 油气分离器油气分离器4.其他形式的分离器其他形式的分离器GLCC4.2 油气分离器油气分离器（二）对分离器工作质量的要求（二）对分离器工作质量的要求气液界面大、滞留时间长；油气混合物接近相平衡状态。气液界面大、滞留时间长；油气混合物接近相平衡状态。具有良好的机械分离效果，气中少带液，液中少带气。具有良好的机械分离效果，气中少带液，液中少带气。二、分离器的工艺设计原则二、分离器的工艺设

20、计原则要求：油滴沉降至气液界面的时间小于气流把油滴带出分要求：油滴沉降至气液界面的时间小于气流把油滴带出分离器时间。离器时间。沉降时间主要与液滴直径有关，油滴直径为沉降时间主要与液滴直径有关，油滴直径为10270微米。微米。由上述原则设计出分离器尺寸。由上述原则设计出分离器尺寸。4.2 油气分离器油气分离器2、从原油中分出气泡、从原油中分出气泡 气泡不被原油带出分离器的必要条件：气泡不被原油带出分离器的必要条件：原油中气泡上升速度大于任一液面的下降速度。原油中气泡上升速度大于任一液面的下降速度。不起泡原油停留时间不起泡原油停留时间1-3分钟，起泡原油停留时间分钟，起泡原油停留时间5-20分分钟

21、钟。三、分离器总体设计要求三、分离器总体设计要求同时满足气中除液和液中除气的要求；同时满足气中除液和液中除气的要求；根据气中除油和油中除气的要求确定分离器尺寸，选大者根据气中除油和油中除气的要求确定分离器尺寸，选大者作为设计结果；作为设计结果；不同气液比用液位调节器进行调节；油气处理量大时多台不同气液比用液位调节器进行调节；油气处理量大时多台分离器并联工作。分离器并联工作。4.2 油气分离器油气分离器四、油气水三相分离器四、油气水三相分离器分离原理：分离原理：油、气、水存在密度差。油、气、水存在密度差。液相（油水）停留时间液相（油水）停留时间5-30分钟。分钟。4.2 油气分离器油气分离器4.2 油气分离器油气分离器五、分离缓冲罐五、分离缓冲罐对缓冲能力要求高的分离器称分离缓冲罐。对缓冲能力要求高的分离器称分离缓冲罐。分离器最高与最低液位之间的容积称缓冲容积，分离器最高与最低液位之间的容积称缓冲容积，相应的充满时间为缓冲时间（相应的充满时间为缓冲时间（15-30分钟）。分钟）。